掩模可制造性規則檢查的研究

魏曉群，謝旦艷，華衛群

（中微掩模電子有限公司，江蘇無錫 214028)

1 引言

掩模數據處理即使用專用數據處理軟件，將客戶提供的版圖數據經過邏輯運算、張縮量添加處理等操作后，在掩模版上將數據框、主芯片等圖形進行布局擺放，形成最終的制版圖形效果[1-2]。本文描述的掩模可制造性規則檢查（Manufacturing Rule Check,MRC）主要針對掩模數據處理后的MEBES格式數據圖形，采用現有數據處理軟件進行檢查，抓取規則有限，本文主要在現有基礎上，從MRC檢查的參數設置以及實際曝光效果兩方面入手，通過實驗數據比對，獲取更優化高效的MRC結果，提高現有效率。

2 MRC介紹

2.1 MRC的設定

MRC的設定主要考慮因素如下：

（1）產品等級對應機臺的曝光能力；

（2）設計的最小特征尺寸；

（3）特殊圖形。

目前在實際處理過程中，MRC的設定偏向于上述前兩點因素。

MRC規則主要包括如下內容：

（1）對圖形的最小線寬、線間距做出規定；

（2）對圖形拐角之間間距的最小值做出規定；

（3）對輔助圖形的最小面積做出限定。

大量的MRC圖形抓取符合上述前兩點的描述。

2.2 MRC結果顯示

通過現有專用數據處理軟件進行規則檢查，圖形抓取結果如圖1所示，見圖中綠色“+”顯示部分。

圖1 MRC結果顯示

2.3 MRC圖形分類

對目前抓取的MRC圖形結果分析發現，MRC圖形按形成原因可簡單分為如下3種。

2.3.1 版圖設計圖形缺陷

在版圖設計時，兩塊圖形間未連接，留有非常細小的間隙，但此類圖形過小，未被檢查出，線間距圖形如圖2所示。在掩模數據處理完后，通過MRC檢查則可抓出此類圖形，并通知設計人員。

圖2 MRC圖形：線間距

2.3.2 芯片處理后缺陷

掩模數據處理過程中會有客戶要求進行漲縮、邏輯運算等處理，原始設計數據圖形符合制造規范，但是一旦處理完成，并按照MRC檢查規則進行檢查后，這部分圖形會被MRC檢查出，透光線條圖形如圖3所示。

圖3 MRC圖形：透光線條

2.3.3 芯片圖形與數據框圖形結合缺陷

掩模數據處理過程中需要將芯片數據（芯片設計）和數據框（流片設計）做結合處理，兩者結合后，MRC檢查也會抓取兩者之間不符合制造規則的部分，不透光間距圖形如圖4所示。

圖4 MRC圖形：不透光間距

3 MRC參數設置

3.1 參數設置對MRC圖形的影響

選取一簡單圖形，制定A、B兩種參數設置方案，對該圖形分別進行MRC檢查。方案A為標準參數設置，VERTEX為相關參數設置；方案B為在標準參數基礎上調整VERTEX參數。圖形①、②、③分別表示3種不同類型的MRC抓取圖形，“√”、“×”表示該項是否存在，實驗結果如表1所示。

表1 不同參數設置對MRC檢查結果的影響

兩種方案MRC檢查結果圖形比對情況如圖5所示，綠色十字為MRC檢查結果。

圖5 方案A、B的MRC檢查結果比對

對于方案A中MRC結果分析發現，實驗中的簡單圖形在正常參數設置下MRC結果主要有3種：（1）線條、毛刺、間距等，見圖6；（2）尖角，見圖7；（3）圖形銜接處，見圖8。其中圖6為實際處理中需提出的不符合制造規范的圖形，圖7、8結果可忽略。

圖6 MRC圖形：線條、毛刺、間距

圖7 MRC圖形：尖角

圖8 MRC圖形：圖形銜接處

對于方案B中MRC結果分析發現，MRC結果僅包含圖形①，即圖6。

由上述實驗可得出，方案B中VERTEX參數的調整使得該簡單圖形的MRC檢查結果中去除了圖形銜接處與尖角兩類圖形，且這兩類圖形本身為可忽略的MRC圖形。

3.2 參數設置對圖形與時間的影響

選取5種不同的圖形（A、B、C、D、E）分別進行不同的MRC參數設置。實驗結果見表2，其中抓取總個數為MRC抓取圖形的總數，運行時間的單位為秒。

表2 不同設置參數對MRC檢查結果的影響2

綜合表2中A～E的實驗結果可知，VERTEX參數能夠減少抓取的MRC圖形的總量，并且減少的均為MRC可忽略圖形。從B、D可知，VERTEX參數設置對MRC運行結果有一定的影響。

由上述實驗結果可以得出，調整VERTEX參數的設置能夠避免抓取MRC可忽略圖形，減少MRC結果的數量，對于有大量MRC檢查結果的圖形，能夠減少MRC運行時間。

4 MRC圖形添加機臺修正量后的效果研究

選取需要跟客戶反饋的MRC圖形，共3類，分別為線條、間距、毛刺，實驗結果如圖9～11所示。

圖9 MRC圖形：線條（透光）

由圖9可知，透光線條在添加機臺修正參數后，線寬變小。

由圖10可知，不透光間距在添加機臺修正參數后，線寬變大。

圖10 MRC圖形：間距（不透光）

由圖11可知，加完機臺修正參數后毛刺消失。

圖11 MRC圖形：毛刺

因此，由實驗結果可以得出，透光圖形在添加機臺修正量后線寬變小，不透光圖形在添加機臺修正量后線寬變大，毛刺在添加機臺修正量后消失，因此毛刺之類的MRC圖形可以忽略，無需向客戶進行報告說明。

5 結論

通過文中實驗可以看出，在MRC中，通過調整參數可以避免抓取可忽略的MRC圖形，減少抓取MRC圖形的總量，在一定程度上減少MRC檢查運行時間，同時通過添加機臺修正量后的圖形效果，驗證毛刺問題可忽略，從而提高MRC的時效性。